Вопрос 17. Пределы применимости закона Дарси.

В природе чаще отмечается ламинарное движение вод, кот-ое подчиняется закону Дарси. Закон справедлин не только для однородных песчаников и гравийно-галечных отложений, но и в трещиноватых породах (там отклонение от линейного закона фильтрации наблюдается лишь на отдельных участках). Закон является основным законом движения природных подземных вод.

Отклонения фиксируются при больших скоростях движения подземных вод (это верхний предел применимости). Связан с критической скоростью фильтрации, при достижении кот-ой не соблюдается прямой пропорциональности между скоростью фильтрации и напорным градиентом. Объясняется тем, что с увеличением скорости движения воды в пористой среде возрастает роль инерции.

Нарушение закона может происх при интенсивных откачках подземных вод.

Иногда нарушение закона фильтрации набл и в области очень малых значений скоростей и градиентов. Точного нижнего предела применимости закона не имеется.

Вопрос 18. Представления о модели фильтрационного потока, его элементах, параметрах, границах.

Движение воды происх при полном заполнении пор и трещин водой. Масса этой движущейся воды создает фильтрационный поток, кот-рый различается по хар-ру движения, гидравлическому состоянию, режиму фильтрации.

При установившемся движении все хэлементы фильтрационныго потока (скорость, расход, направление) не изменяются во времени.

Фильтрационный поток наз-ся неустановившемся, если основные его элементы изменяются не только от координат пространства, но и от времени.

По гидравлическому состоянию различают безнапорные, напорные, напорно-безнепорные потоки подземных вод.

Для безнапорных потоков хар-но неполное заполнение водой поперечного сечения водопроницаемого пласта. Они имеют свободную поверхность, движение воды в них происх под действием силы тяжести. Режим фильтрации жесткий.

Напорные потоки хар-ся полным заполнением поперечного сечения водопроницаемого пласта водой, имеется пьезометрический уровень (уровень напорной воды), движение воды происх как под действием силы тяжести, так и за счет упругих свойств воды и водовмещающих пород. Режим фильтрации упругий.

Напорно-безнапорные потоки обр-ся при откачке воды из скважины, если пьезометрический уровень опускается ниже кровли водоносного пласта.

Фильтрационные потоки в плане можно рассматривать как плоские и радиальные.

Плоский поток – поток подземных вод при кот-ом струйки направлены более или менее параллельно друг другу.

Радиальный поток – различные направления струек (сходящиеся или расходящиеся). Пример – движение вод при откачке воды из скважины.

Границами напорного потока в разрезе служат нижний и верхний водоупор, а безнапорного – водоупор снизу и свободная поверхность сверху. Границей потоков в разрезе может быть плоскость раздела пород различной водопроницаемости.

Границами подземного потока в плане, т. е. боковыми границами, явл-ся реки, озера, каналы и др поверхностные водотоки и водоемы, дренирующие или питающие подземные воды, а также контакты водоносных пород с окружающими породами иной водопроницаемости.